Agrár-környezetvédelmi Modul Talajvédelem-talajremediáció KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc TERMÉSZETVÉDELMI MÉRNÖKI MSc
A talajszennyezés forrásai és következményei 47.lecke
Talajszennyezés Az ipari-technikai fejlődéssel, az urbanizációval jelentősen megnőtt a levegőbe, a talajba, a felszíni vizekbe került káros, szennyező anyagok mennyisége. A különböző károsító anyagok hatása az alábbi tényezőktől függ: az ion/vegyület kémiai tulajdonságai, oldhatósága, felvehetősége, a hatás tartama és a szervezetbe jutott toxikus anyag koncentrációja (dózis ) az élő szervezet állapota, alkalmazkodó képessége ( kora, fejlettsége, stb) a káros hatást befolyásoló más anyagok jelenléte, hiánya.
A rövid idő alatt nagy mennyiségben felvett toxikus vegyületek akut megbetegedést, vagy pusztulást idéznek elő. A toxikus anyagok kis koncentrációja is lehet káros, ha a hatás tartós és rendszeres (dózis, toxicitás). A toxikus anyagoknak a természetes lebontással szembeni ellenálló képessége a perzisztencia, minél perzisztensebb egy vegyület, annál nagyobb a veszélye annak, hogy a felhalmozódás után az élő szervezetbe kerül ( klórozott szénhidrogének, policiklikus aromás szénhidrogének, stb. ).
Szerves szennyezők a talajban
A. Mikroszennyezők Szervetlen szennyező anyagok toxikus nehézfémek ( Pb, Cd, Ni, Hg, Cr, stb ) Szerves mikroszennyezők peszticidek A szennyező anyagok csoportosítása egyéb szerves szennyezők klórozott alifás szénhidrogének aromás szénhidrogének monoaromás szénhidrogének policiklikus aromás szénhidrogének ( PAH ) poliklórozott difenilek ( PCB ) és egyéb származékaik.
B. Makroszennyezők Szervetlen ( nagyadagú nitrogén műtrágyák ) Szerves ( ásványolaj- és ásványolajtermékek ),
Talajszennyezés A talaj szennyeződése alatt a talajprofilban a természetes és mesterséges kémiai anyagok koncentrációjának az emberi tevékenység hatására bekövetkező növekedését értjük. Ezeknek a kémiai anyagoknak a növényekre gyakorolt hatása függ: a talajban lévő szennyezőanyag minőségétől a szennyezőanyagnak azon mennyiségétől, amely a gyökér számára hozzáférhető.
SZERVETLEN SZENNYEZŐ ANYAGOK TOXIKUS NEHÉZFÉMEK Jelen lehetnek a talajban: a folyadék fázisban: hidratált ionként, oldható szerves és szervetlen komplex formájában, a kolloidok alkotórészeként a szilárd fázisban: oldhatatlan csapadékokban, szerves és szervetlen kolloidok felületén kicserélhető formában, szilikátok kristályrácsaiban.
A különböző formák között dinamikus egyensúly alakul ki. A talajsavanyodás igen veszélyes lehet e szennyezett területeken, mert a talaj eredeti állapotában oldhatatlan nehézfém vegyületek a savanyú kémhatás hatására mobilizálódva súlyos környezeti károkat okozhatnak. A talajszennyeződés környezeti hatásának megismeréséhez ismerni kell: a talaj tulajdonságait, a toxikus fém összes mennyiségét a mobilis készletet.
(Ólom Pb) Humán és állategészségügyi szempontból erősen toxikus elem. Ólomszennyeződés fő forrásai: ólomtartalmú üzemanyagok, szénégetés, fémkohók, ólomfeldolgozás, szennyvíziszapok, stb. Ólomkoncentráció nem szennyezett területen: 2-20 mg kg-1 ( ppm ), nagy forgalmú utak mentén: 500-600 mg kg-1, ólomfeldolgozó közelében : 3000 mg kg-1. Az ólom megkötődése, viselkedése a talajban: Az ólom a legerősebben lekötött fém, szerves komplexekben, specifikus adszorpciós folyamatok révén kötődik, lemosódása igen kismértékű.
Kadmium (Cd ) Az emberre és állatra is nagyon kis koncentrációban toxikus hatású ( csontzsugorodást, vesék károsodását, tüdőkárosodást okoz ).
Kadmium szennyezés fő forrásai: ércbányászat, fémfeldolgozás, hulladékégetés, szennyvíziszapok, közlekedés. Kadmium koncentráció nem szennyezett területen:< 1 mg kg-1 nagy forgalmú utak mentén: 3 mg kg-1 nagyvárosi parkokban: 0,5-5 mg kg-1 A kadmium megkötődése, viselkedése a talajban: semleges és lúgos talajban jelentős a Cd specifikusan adszorbeált aránya, ha a ph < 6,5, akkor a nem specifikus adszorpció lép előtérbe, ph < 5 az összes Cd mintegy 30%-a a növények számára hozzáférhető.
Higany (Hg ) Gőze és oldható vegyületei rendkívül mérgezőek. Higanyszennyezés fő forrásai: fa és fémfeldolgozó ipar, csatorna iszapok, komposztált lakossági hulladék, Hg tartalmú fungicidek, kőolaj elégetése. Higanykoncentráció nem szennyezett területen: < 0,1 mg kg-1( ppm ) Ipari és városi területeken: 0,1-0,4 mg kg-1 Szennyezett területeken: 7-10 mg kg-1( ppm )
A higany megkötődése, viselkedése a talajban: A redoxi viszonyoktól függően a higany különböző oxidációs fokozatokban jelenik meg, a Hg2+ ionokat és a higanygőzt az ásványi és szerves kolloidok erősen adszorbeálják. A higany rendkívül gyenge mozgékonysága miatt a termesztett növények csak igen kismértékben tudják kivonni a talajból, ezért Hg tartalmuk alacsony (< 0,04 mg kg-1 sza. ).
Szerves szennyezőanyagok A szerves szennyező anyagok előfordulnak a talaj folyékony, szilárd és gázfázisában is. A szerves szennyezők többsége az emberi és állati szervezetre egyaránt toxikus hatású, mely hatás szájon keresztül, belélegezve és bőrön át felszívódva is érvényesülhet. A talajba kis mennyiségbe bekerülő toxikus szerves anyagokat ( peszticidek, policiklikus aromás szénhidrogének, poliklórozott bifenilek ), összefoglalóan szerves mikro-szennyezőknek nevezzük.
Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) Három, vagy több kondenzált aromás gyűrűt tartalmazó hidrofób, rezisztens anyagok, ( antracén, fenantrén, pirén, benz(a)pirén, stb. ) Előfordulásuk: a kőolaj képződése során, tüzelő és üzemanyagok elégetése során, erdők, lápterületek égésekor keletkeznek. A füstgázokban, cigarettafüstben, a gépjárművek kipufogó gázában mindig megtalálható.
A kőolaj-finomítók körül, a kőolaj vezetékek közelében, gázgyárak környékén a PAH szennyezés veszélye nagy. A PAH vegyületcsoport több tagjának pl. benzpirén rákkeltő ( karcinogén ) hatása bizonyított. A talajba kerülve a humuszanyagok adszorbeálják, a PAH vegyületek perzisztenciája kicsi, kevesebb, mint 6 hónap alatt lebomlanak.
Poliklórozott bifenilek ( PCB ) és származékaik Kizárólag ipari eredetűek, (nagy viszkozitásuk, termikus és kémiai stabilitásuk miatt hidraulikai folyadékokban, szigetelő és hűtőfolyadékokban használatos ), vízben nem oldódó hidrofób anyagok. A talajba kerülve a humuszanyagok hidrofób adszorpcióval kötik meg. A szervezetbe kerülve a zsírszövetekben akkumulálódik, az idegrendszert, valamint az anyagcseréért felelős szerveket támadja.
Növényvédő szerek A mezőgazdaságban alkalmazott peszticidek: herbicidek, vagy gyomirtó szerek inszekticidek, vagy rovarölő szerek fungicidek, vagy gombaölő szerek. A növényvédő szerek átlagos perzisztenciája a talajban: kicsi (< 3 hónap), pl. 2,4-D, MCPA, stb. közepes ( 3-12 hónap ), pl. atrazin, simazin, linuron, stb. nagy (1-3 év ), heptaklór, lindán, stb. igen nagy ( >3 év ), DDT, dieldrin.
Szerves makroszennyezők, kőolaj Szerves makroszennyezők legfontosabb forrása: ásványolajok. éves kitermelés világviszonylatban: 2800-3500 millió t/év
szennyezés forrása: szennyezik:» kitermelés,» szállítás,» töltés,» tisztítás, lepárlás, stb. talajainkat, édes és sósvizeinket, a levegőt. tartósan érvényesülő toxikus hatása a legveszélyesebb környezeti ártalmak egyike.
The oil spill age", kőolajömlés korszaka a tengeren szállított kőolaj 0,5%-a, mely nagyobb, mint 12 millió t/év kerül a tengerekbe, a tengeri ökoszisztémára: Mutagén, Karcinogén, Növekedés-gátló anyagokat tartalmaz, 5-100 g/l koncentrációban már a tengeri algák és más élő szervezetek ivadékait elpusztítja, Gátolja a természetes anyagok degradációját. a Földre a levegőből 600 ezer t/év kerül, a folyókba, tavakba ennél jóval több kerül.
ELŐADÁS ÖSSZEFOGLALÁSA Az emberi tevékenység agrotechnikai tényezők, talajszennyezésjelentősen módosíthatja a talajaink kémiai sajátságait, fizikai állapotát. Az agrotechnikai beavatkozások közül a trágyázás és öntözés olyan összetett hatásai is kimutathatók (pozitív és negatív), melyek alapvetően befolyásolják a talaj termékenységét. A trágyázás talajkémiai hatásai közül a kémhatást módosító szerep, a talaj sótartalmára, valamint az oxidációs-redukciós folyamatok arányára gyakorolt hatás kiemelendő. A talajszennyezés problémája a 80-as évek elejétől vált elsősorban az iparilag fejlett országok egyik legjelentősebb környezetvédelmi és környezetpolitikai problémájává. A talajszennyeződések legnagyobb veszélye az, hogy az emberi szem előtt rejtve marad a talajban és ezen keresztül a felszín alatti vizek is ki vannak téve a szennyezésnek, veszélyeztetve ezzel az élő világ és az ember egészségét.
ELŐADÁS Felhasznált forrásai Szakirodalom: Kátai J. (szerk.): Talajtan - talajökológia Filep Gy.: Talajvizsgálat Egyéb források: Filep Gy.: Talajtani alapismeretek I-II Stefanovits P. Filep Gy. Füleki Gy.: Talajtan Stefanovits P. Michéli E. (szerk): A talajok jelentősége a 21. században
Köszönöm a figyelmet!